Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Федеральное Агентство по образованию ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра физики ОТЧЕТ Лабораторная работа по курсу "Общая физика" ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛ НА МАШИНЕ АТВУДА Преподаватель Студент группы ___________ /________ / __________ / ___________ / ___________200_ г. 08 июля 2009 г. 2009 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является изучение закона прямолинейного ускоренного движения тел под действием сил земного тяготения с помощью машины Атвуда. 2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА На вертикальной стойке 1 крепится легкий блок 2, через который перекинута нить 3 с грузами 4 одинаковой массы. В верхней части стойки расположен электромагнит, который может удерживать блок, не давая ему вращаться. На среднем кронштейне 5 закреплен фотодатчик 6. На корпусе среднего кронштейна имеется риска, совпадающая с оптической осью фотодатчика. Средний кронштейн имеет возможность свободного перемещения и фиксации на вертикальной стойке. На вертикальной стойке укреплена миллиметровая линейка 7, по которой определяют начальное и конечное положения грузов. Начальное положение определяют по нижнему срезу груза, а конечное - по риске на корпусе среднего кронштейна. Миллисекундомер 8 представляет собой прибор с цифровой индикацией времени. Регулировочные опоры 9 используют для регулировки положения экспериментальной установки на лабораторном столе.9 Принцип работы машины Атвуда заключается в том, что когда на концах нити висят грузы одинаковой массы, то система находится в положении безразличного равновесия. Если на правый груз положить перегрузок, то система грузов выйдет из состояния равновесия и начнет двигаться. 3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ a- ускорение тела t- время движения груза где, Δ(a)=ε(a)*a (3.8) где, Δ(a) – абсолютная погрешность a где, k- угловой коэффициент 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ. Измеренные значения и результаты их обработки приведены в таблице. Таблица (4.1) Результаты прямых и косвенных измерений S
1
= 30 , см S
2
=25, см S
3
= 20 , см S
4
=15 , см S
5
= 10, см Номер измерения
t
, c t
2
, c2
t
, c t
2
, c2
t
, c t
2
, c2
t
, c t
2
, c2
t
, c t
2
, c2
1 4,39 19,28 4,04 16,32 3,83 14,07 3,20 10,24 2,70 7,33 2 4,68 21,92 4,29 18,44 3,66 13,39 3,31 10,98 2,54 6,49 3 4,72 22,32 4,02 16,2 3,77 14,22 3,14 9,89 2,54 6,47 4 4,38 19,23 4,08 16,68 3,85 14,84 3,30 10,93 2,50 6,26 5 4,65 21,68 4 16 3,68 13,54 3,21 10,33 2,6 7,02 < t
>, c 4,55 4,14 3,75 3,23 2,6 < t
2
>, c2
20,77 17,22 14,76 10,43 6,79 Δ(a)=0.149*2.88=0.429 Таблица (4,2) Рассчитанные погрешности Время\Погрешности σ(t) ,с σсл
(t), с σ(t2
), с2
4,55 0,072 0,2016 0,6643 4,56 0,073 4,14 0,059 0,1652 0,6044 5 0,06 3,75 0,032 0,0896 0,5475 5,59 0,033 3,23 0,038 0,1064 0,4715 6,45 0,039 2,6 0,036 0,1008 0,3796 7,91 0,037 график (4.1) зависимости s=f(t)
график (4.2) зависимости s=f(t2
)
график (4.3) зависимости 5. ВЫВОДЫ Закон прямолинейного ускоренного движения тел под действием сил земного тяготения выполняется так как экспериментальные точки легли на прямую в приделах доверительных интервалов. 6. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Обозначим массы грузов - М, массу перегрузка – m. Предположим, что блок и нить невесомы, нить не растяжима, сила трения мала. На каждый из грузов действует сила тяжести и сила натяжения нити. 2. Уравнения движения грузов имеют вид: (M + m)g – T1
= (M + m)a1
Mg – T2
= Ma2
В силу нерастяжимости нити а2
= -а1
: при невесомом блоке Т1
= Т2
. В итоге имеем следующую систему уравнений: (M + m)g – T1
= (M + m)a1
Mg – T1
= Ma1
. 3. Возможные причины, обуславливающие несовпадения теоретических выводов с результатами измерений могут быть относительная погрешность, случайная погрешность и суммарная погрешность. 4. По величине отклоняющей кривизны от прямой. 5. Если массы грузов одинаковы, то система находится в равновесии. Если массы различны – грузы движутся с ускорением. При этом величина ускорения зависит от различия масс, момента инерции блока и момента сил трения в оси блока.
|